[發明專利]一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置及其應用

在審

• 申請號: 202210174895.5
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114843563A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 向全軍;余治晗;吳彥昭;程蕾
• 申請（專利權）人: 電子科技大學長三角研究院（湖州）
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606;H01M8/04858;C01B3/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 郭美

1.一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，包括有主體反應器，所述主體反應器由光發生器(7)、三頸燒瓶型反應器(1)、進氣導流管(5)、出氣導流管(6)及磁力攪拌裝置(4)組成，其特征為：所述三頸燒瓶型反應器(1)下方安裝磁力攪拌裝置(4)，所述三頸燒瓶型反應器(1)一側安裝光發生器(7)，所述三頸燒瓶型反應器(1)內裝載有3/4體積容量的反應液、適量的半導體光催化劑以及磁轉子(2)，所述三頸燒瓶型反應器(1)的一側瓶口密封插入有進氣導流管(5)，另一側瓶口通過橡膠塞封緊，所述三頸燒瓶型反應器(1)的中間瓶口密封連接有出氣導流管(6)，所述進氣導流管(5)連通有氮氣輸送管，所述進氣導流管(5)和出氣導流管(6)上均安裝彈簧止水夾，所述出氣導流管(6)依次連接氣體流量調節閥(8)和氫氧燃料電池(9)，所述氫氧燃料電池(9)通過外電路連接負載(10)。

2.根據權利要求1所述的一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，其特征為：所述光發生器(7)為高壓汞燈或高壓氙燈。

3.根據權利要求1所述的一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，其特征為：所述光發生器(7)與三頸燒瓶型反應器(1)相距2～6cm，所述光發生器(7)的光源照射范圍與三頸燒瓶型反應器(1)的等效球面積之比為1.1～1.5。

4.根據權利要求1所述的一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，其特征為：所述進氣導流管(5)的插入長度與三頸燒瓶型反應器(1)直徑之比為0.35～0.85，所述出氣導流管(6)的插入長度與三頸燒瓶型反應器(1)高度之比為0.05～0.25。

5.根據權利要求1所述的一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，其特征為：所述三頸燒瓶型反應器(1)的三瓶口處均使用Parafilm封口膜密封。

6.根據權利要求1所述的一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，其特征為：所述氣體流量調節閥(8)上安裝有手動調節開關。

7.一種光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置的應用，其特征為：所述的應用基于權利要求1～6任一項所述的光催化產出的氫氣轉化為電能的裝置，包括有以下步驟，

步驟a、預先向三頸燒瓶型反應器(1)內裝入納米棒狀CdS顆粒作為半導體光催化劑，磁轉子以及占三頸燒瓶型反應器(1)內部總容積3/4的乳酸溶液反應液；

步驟b、預反應之前向進氣導流管(5)預先通入氮氣或氬氣，通過出氣導流管(6)排出三頸燒瓶型反應器(1)內的空氣，持續通入的氣體量與三頸燒瓶型反應器(2)體積之比為1.5～3.5；

步驟c、用彈簧止水夾封住進氣導流管(5)和出氣導流管(6)，確保三頸燒瓶型反應器(1)處于密閉狀態；

步驟d、啟動磁力攪拌裝置(4)，調整轉速；

步驟e、調整光發生器(7)，使其與三頸燒瓶型反應器(1)處于同一水平線上，其光源與三頸燒瓶型反應器(1)相距2～6cm，隨后打開燈光開始反應；

步驟f、反應穩定過后，三頸燒瓶型反應器(1)內部氣壓緩慢上升，此時，調節氣體流量調節閥(8)，使其處于半開狀態，取下出氣導流管(6)上的彈簧止水夾，氫氣從三頸燒瓶型反應器(1)排出經氣體流量調節閥(8)進入氫氧燃料電池(9)。